Aufgabengruppe 2 · Abitur NRW Mathematik LK · Teil A · Analytische Geometrie 2018

Thema: Längen, Winkel und Abstände im Raum · Aus der Prüfung LK · Teil A · Analytische Geometrie (2018)

Aufgabenstellung

Der Punkt P(0∣1∣5)P(0 \mid 1 \mid 5) ist Eckpunkt eines Quadrats. Orthogonal zu der Ebene, in der dieses Quadrat liegt, verläuft die Gerade g:x⃗=(541)+t⋅(100)g: \vec{x} = \begin{pmatrix} 5 \\ 4 \\ 1 \end{pmatrix} + t \cdot \begin{pmatrix} 1 \\ 0 \\ 0 \end{pmatrix} mit t∈Rt \in \mathbb{R}.

a

Begründen Sie, dass das Quadrat in der yz-Ebene liegt.

b

Der Schnittpunkt der beiden Diagonalen des Quadrats liegt auf der Gerade gg, der Punkt Q(0∣8∣4)Q(0 \mid 8 \mid 4) in der yz-Ebene. Zeigen Sie, dass QQ einer der beiden Eckpunkte des Quadrats ist, die dem Eckpunkt PP benachbart sind.

Aufgabenstellung: Aufgabengruppe 2 · Abitur NRW Mathematik LK · Teil A · Analytische Geometrie 2018

Lösung

Nach den offiziellen Korrekturhinweisen

a Begründen Sie, dass das Quadrat in der yz-Ebene liegt.

Lösung: P liegt in der yz-Ebene, der Richtungsvektor von g steht senkrecht dazu.

b Der Schnittpunkt der beiden Diagonalen des Quadrats liegt auf der Gerade g, der Punkt Q(0|8|4) in der yz-Ebene. Zeigen Sie, dass Q einer der beiden Eckpunkte des Quadrats ist, die dem Eckpunkt P benachbart sind.

Lösung: Schnittpunkt der Diagonalen: S(0∣4∣1)S(0 \mid 4 \mid 1). Mit SP⃗=(0−34)\vec{SP} = \begin{pmatrix} 0 \\ -3 \\ 4 \end{pmatrix} und SQ⃗=(043)\vec{SQ} = \begin{pmatrix} 0 \\ 4 \\ 3 \end{pmatrix} ergibt sich: ∣SP⃗∣=∣SQ⃗∣|\vec{SP}| = |\vec{SQ}| und SP⃗∘SQ⃗=0\vec{SP} \circ \vec{SQ} = 0

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